แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบอบความร้อนของห้องที่มีความร้อนกระจ่างใส การระบายอากาศของไอเสียของการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Vrevie Exieve Exieve

Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mikhail Airplanes

ใน โลกสมัยใหม่ ไม่สามารถทำได้อีกต่อไปหากไม่มีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลของอากาศเมื่อออกแบบระบบระบายอากาศ

ในโลกสมัยใหม่มันไม่สามารถทำได้อีกต่อไปหากไม่มีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลของอากาศเมื่อออกแบบระบบระบายอากาศ เทคนิควิศวกรรมทั่วไปเหมาะสำหรับห้องพักทั่วไปและโซลูชั่นมาตรฐานในการกระจายอากาศ เมื่อนักออกแบบต้องเผชิญกับวัตถุที่ไม่ได้มาตรฐานวิธีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ควรมาช่วย บทความนี้อุทิศให้กับการศึกษาการกระจายอากาศในช่วงปีที่หนาวเย็นของปีในการประชุมเชิงปฏิบัติการเพื่อการผลิตท่อ การประชุมเชิงปฏิบัติการนี้เป็นส่วนหนึ่งของโรงงานที่ซับซ้อนตั้งอยู่ภายใต้ภูมิอากาศแบบคอนติเนนตัลอย่างรวดเร็ว

กลับไปในศตวรรษที่ XIX สมการเชิงอนุพันธ์ได้รับเพื่ออธิบายการไหลของของเหลวและก๊าซ พวกเขาถูกกำหนดโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Louis Navier และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ George Stokes Navier - สมการ Stokes เป็นหนึ่งในความสำคัญที่สุดในอุทกพลศาสตร์และใช้ การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติมากมายและงานด้านเทคนิค

ในปีที่ผ่านมาวัตถุที่ซับซ้อนเชิงเรขาคณิตและเชิงอุณหพลศาสตร์ที่หลากหลายได้สะสมในการก่อสร้าง การใช้วิธีการคำนวณอุทกพลศาสตร์อย่างมีนัยสำคัญช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการออกแบบระบบระบายอากาศช่วยให้มีความแม่นยำสูงในการทำนายการกระจายของความเร็วความดันอุณหภูมิความเข้มข้นของส่วนประกอบที่จุดใด ๆ ของอาคารหรือสถานที่ใด ๆ

การใช้วิธีการที่เข้มงวดของการคำนวณอุทกพลศาสตร์เริ่มขึ้นในปี 2000 เมื่อซอฟต์แวร์สากลปรากฏตัว (แพ็คเก็ต CFD) ซึ่งให้ความเป็นไปได้ในการค้นหาโซลูชั่นเชิงตัวเลขของระบบสมการของ Navier - Stokes ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุที่น่าสนใจ ตั้งแต่นี้มาตั้งแต่นี้ถึงเวลานี้สำนักเทคโนโลยีมีส่วนร่วมในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับงานของการระบายอากาศและเครื่องปรับอากาศ

ภารกิจคำอธิบาย

ในการศึกษาครั้งนี้การจำลองเชิงตัวเลขได้ดำเนินการโดยใช้แพ็คเกจ Star-CCM + - CFD ที่พัฒนาโดย CD-Adapco ประสิทธิภาพ แพคเกจนี้ เมื่อแก้ปัญหาการระบายอากาศก็คือ
มันถูกทดสอบซ้ำ ๆ กับวัตถุที่มีความซับซ้อนต่าง ๆ จากพื้นที่สำนักงานไปยังห้องโถงของโรงภาพยนตร์และสนามกีฬา

งานนี้มีความสนใจอย่างมากจากมุมมองของการออกแบบและการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

อุณหภูมิอากาศกลางแจ้ง -31 ° C ในห้องมีวัตถุที่มีความร้อนที่จำเป็น: เตาเผาแบบ ordinous เตาวันหยุด ฯลฯ ดังนั้นจึงมีความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดใหญ่ระหว่างโครงสร้างภายนอกที่ล้อมรอบและวัตถุเชื้อเพลิงภายใน ดังนั้นการมีส่วนร่วมของการแลกเปลี่ยนความร้อนรังสีในระหว่างการสร้างแบบจำลองไม่สามารถละเลยได้ ความซับซ้อนเพิ่มเติมในสูตรทางคณิตศาสตร์ของปัญหาคือการจัดเรียงทางรถไฟที่รุนแรงให้กับห้องหลายครั้งมีอุณหภูมิ -31 ° C มันค่อยๆร้อนขึ้นระบายความร้อนอากาศรอบตัวเขา

เพื่อรักษาอุณหภูมิอากาศที่ต้องการในปริมาณของการประชุมเชิงปฏิบัติการ (ในฤดูหนาวไม่ต่ำกว่า 15 ° C) โครงการให้บริการระบายอากาศและระบบปรับอากาศ ในขั้นตอนการออกแบบอัตราการไหลและอุณหภูมิของอากาศที่ให้มาที่จำเป็นในการรักษาพารามิเตอร์ที่จำเป็นถูกคำนวณ คำถามยังคงอยู่ - วิธีส่งอากาศไปยังปริมาตรของการประชุมเชิงปฏิบัติการเพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอที่สุดตลอดปริมาณ การสร้างแบบจำลองที่อนุญาตให้มีการ จำกัด เวลาค่อนข้างเล็ก (สองหรือสามสัปดาห์) เพื่อดูรูปแบบการไหลของอากาศสำหรับตัวเลือกการจัดหาอากาศหลายตัวแล้วเปรียบเทียบกับพวกเขา

ขั้นตอนการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

การก่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่เป็นของแข็ง
เศษส่วนของพื้นที่ทำงานบนเซลล์ของกริดการบดอัด ควรให้บริการในพื้นที่ขั้นสูงที่จำเป็นต้องใช้การบดเซลล์เพิ่มเติม เมื่อสร้างกริดมันเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะพบว่ากลางทองซึ่งขนาดของเซลล์ค่อนข้างเล็กที่จะได้รับผลลัพธ์ที่ถูกต้องในขณะที่จำนวนเซลล์ทั้งหมดจะไม่ใหญ่มากในการกระชับเวลาการคำนวณให้แน่นกับเวลาที่ยอมรับไม่ได้ ดังนั้นการก่อสร้างกริดจึงเป็นงานศิลปะทั้งหมดที่มาพร้อมกับประสบการณ์
ภารกิจของขอบเขตและเงื่อนไขเริ่มต้นตามการกำหนดของปัญหา ต้องมีความเข้าใจในงานที่เฉพาะเจาะจงของงานระบายอากาศ บทบาทขนาดใหญ่ในการเตรียมการคำนวณการเล่น ทางเลือกที่เหมาะสม รุ่นความปั่นป่วน
การเลือกแบบจำลองทางกายภาพที่เหมาะสมและรูปแบบความปั่นป่วน

ผลลัพธ์การสร้างแบบจำลอง

เพื่อแก้ปัญหาภายใต้การพิจารณาในบทความนี้ทุกขั้นตอนของการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดถูกส่งผ่าน

สำหรับการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการระบายอากาศสามตัวเลือกสำหรับการจัดหาอากาศถูกเลือก: ที่มุมไปยังแนวตั้ง 45 °, 60 °และ 90 ° Air Supply ดำเนินการจากสแตนเลสการกระจายอากาศมาตรฐาน

ฟิลด์อุณหภูมิและความเร็วที่ได้รับเป็นผลมาจากการคำนวณในมุมที่แตกต่างกันของฟีด อากาศเข้านำเสนอในรูปที่ หนึ่ง.

หลังจากวิเคราะห์ผลลัพธ์มุมของอากาศอุปทานเท่ากับ 90 °ได้รับการคัดเลือกเป็นตัวเลือกที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดสำหรับการระบายอากาศของการประชุมเชิงปฏิบัติการ ด้วยวิธีการยื่นวิธีนี้ไม่มีความเร็วสูงถูกสร้างขึ้นใน โซนทำงาน และเป็นไปได้ที่จะบรรลุรูปแบบอุณหภูมิและความเร็วที่สม่ำเสมอตลอดปริมาณการประชุมเชิงปฏิบัติการ

การตัดสินใจครั้งสุดท้าย

ฟิลด์อุณหภูมิและความเร็วในสาม ข้ามส่วนผ่านการซัพพลายตะแกรงแสดงในรูปที่ 2 และ 3 การกระจายของอุณหภูมิในห้องเป็นเครื่องแบบ เฉพาะในพื้นที่ของความเข้มข้นของเตาเผามีมากขึ้น ค่าสูง อุณหภูมิใต้เพดาน ในพื้นที่ที่เหมาะสมของมุมห้องมีพื้นที่ที่เย็นกว่า นี่คือสถานที่ที่รถเย็นกำลังเข้ามาจากถนน

จากรูปที่ 3 มองเห็นได้ชัดเจนว่าเครื่องบินเจ็ตส์ในแนวนอนของอากาศที่ให้มานั้นกระจายอยู่อย่างไร ด้วยวิธีการจัดหานี้เจ็ทอุปทานมีช่วงที่มีขนาดใหญ่พอสมควร ดังนั้นในระยะ 30 เมตรจากตาข่ายอัตราการไหลคือ 0.5 m / s (ที่เอาต์พุตของความเร็วขัดแตะ - 5.5 m / s) ในห้องที่เหลือของห้องการเคลื่อนย้ายอากาศต่ำในระดับ 0.3 m / s

อากาศอุ่นจากเตาชุบแข็งเบี่ยงเบนเจ็ตของการจ่ายอากาศขึ้นไป (รูปที่ 4 และ 5) เตาอุ่นอากาศรอบตัวเขามาก อุณหภูมิของพื้นที่นี่สูงกว่ากลางห้อง

ฟิลด์อุณหภูมิและสายปัจจุบันในสองส่วนของการประชุมเชิงปฏิบัติการร้อนแสดงในรูปที่ 6.

ข้อสรุป

การคำนวณได้รับอนุญาตให้วิเคราะห์ประสิทธิภาพ วิธีทางที่แตกต่าง จัดหาอากาศไปยังการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตท่อ มันได้รับแล้วว่าเมื่อส่งเจ็ทแนวนอนอากาศการตัดแต่งต่อไปนี้นำไปใช้กับห้องซึ่งมีส่วนร่วมในความร้อนที่สม่ำเสมอมากขึ้น ในเวลาเดียวกันไม่มีพื้นที่ที่มีการเคลื่อนที่ของอากาศมากเกินไปในพื้นที่ทำงานเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นเมื่อมีการใช้อากาศซัพพลายที่มุมลง

การใช้วิธีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการระบายอากาศและงานเครื่องปรับอากาศเป็นทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่ช่วยให้คุณแก้ไขการตัดสินใจในขั้นตอนโครงการป้องกันไม่ให้จำเป็นต้องแก้ไขโซลูชันการออกแบบที่ไม่สำเร็จหลังจากการว่าจ้างวัตถุ ●

Daria Denisikhina - หัวหน้าแผนก "การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์";
Maria Lukanina - วิศวกรชั้นนำ "การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์";
เครื่องบิน Mikhail - ผู้อำนวยการบริหารของ MM-Technologies

กระดาษกล่าวถึงกระบวนการของการสร้างแบบจำลองการระบายอากาศและการกระจายตัวของการปล่อยมลพิษในชั้นบรรยากาศ การสร้างแบบจำลองขึ้นอยู่กับการแก้ระบบ Navier-Stokes กฎหมายของการรักษามวลชีพจรความร้อน ด้านต่าง ๆ ของสารละลายตัวเลขของสมการเหล่านี้ถือเป็น มีการเสนอระบบสมการที่ช่วยให้คุณสามารถคำนวณค่าของค่าสัมประสิทธิ์พื้นหลังของความปั่นป่วน สำหรับการประมาณ hypocoo วิธีการแก้ปัญหาถูกนำเสนอร่วมกับสมการของสถานะของก๊าซจริงที่สมบูรณ์แบบและไอน้ำที่ได้รับในบทความโดยสมการของ hydrogazodynamics สมการนี้เป็นการดัดแปลงสมการ Van der Waals และคำนึงถึงขนาดของโมเลกุลของก๊าซหรือไอน้ำอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นและมีปฏิสัมพันธ์ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของความมั่นคงทางอุณหพลศาสตร์ได้รับความสัมพันธ์ซึ่งทำให้สามารถยกเว้นรากที่เป็นไปไม่ได้ทางร่างกายในการแก้สมการที่สัมพันธ์กับปริมาณ การวิเคราะห์โมเดลที่มีการคำนวณที่รู้จักกันดีและการคำนวณแพคเกจไฮโดรเจนไดนามิกคำนวณ

การสร้างแบบจำลอง

การระบายอากาศ

ความปั่นป่วน

สมการของ teplomassoperenos

สมการสถานะ

ก๊าซจริง

การกระจาย

1. Berlind M. E. ปัญหาสมัยใหม่ของการแพร่กระจายในชั้นบรรยากาศและมลภาวะของบรรยากาศ - l.: hydrometeoisdat, 1975. - 448 p.

2. Belyaev N. N. การสร้างแบบจำลองกระบวนการกระจายก๊าซพิษภายใต้เงื่อนไขการก่อสร้าง // Bulletin Diet - 2009. - № 26 - หน้า 83-85

3. Byzov N. L. การศึกษาการทดลองของการแพร่กระจายของบรรยากาศและการคำนวณของการกระจัดกระจายของสิ่งสกปรก / N. L. Byzov, E. K. Garger, V. N. Ivanov - L.: hydrometeoisdat, 1985. - 351 p.

4. Datsyuk T. A. การสร้างแบบจำลองการกระจายตัวของการปล่อยการระบายอากาศ - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: SPBGAS, 2000 - 210 S

5. SAPET A. V. การประยุกต์ใช้อัลกอริทึมสำหรับกราฟิกความรู้ความเข้าใจและวิธีการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของ Isobutane R660A ในบรรทัดความอิ่มตัว: Grant No. 2C / 10: รายงานเกี่ยวกับ NIR (สรุป.) / Govpo Spbgas; มือ. Gorokhov V.L. , IZ: sauts a.v.- spb, 2011- 30 c.: il.- bibliog.: ด้วย 30.- NU GR 01201067977. -Inv №02201158567

บทนำ

เมื่อออกแบบคอมเพล็กซ์การผลิตและวัตถุที่เป็นเอกลักษณ์ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความมั่นใจในคุณภาพของอากาศและพารามิเตอร์ปกติของ microclimate ควรได้รับการยืนยันอย่างครอบคลุม เมื่อพิจารณาราคาสูงของการผลิตการติดตั้งและการทำงานของการระบายอากาศและระบบปรับอากาศความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการคำนวณทางวิศวกรรม ในการเลือกโซลูชันการออกแบบที่มีเหตุผลในด้านการระบายอากาศจำเป็นต้องสามารถวิเคราะห์สถานการณ์โดยรวม I.e. ตรวจสอบความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ของกระบวนการแบบไดนามิกที่เกิดขึ้นในบ้านและบรรยากาศ ประเมินประสิทธิภาพของการระบายอากาศซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณของอากาศที่ให้ไปที่ห้อง แต่ยังมาจากการกระจายอากาศและโครงการความเข้มข้นที่นำมาใช้ สารอันตราย ในอากาศภายนอกในสถานที่ตั้งของการแช่อากาศ

วัตถุประสงค์ของบทความ - การใช้การพึ่งพาการวิเคราะห์โดยการคำนวณจำนวนการปล่อยที่เป็นอันตรายจะดำเนินการกำหนดขนาดของช่องท่ออากาศเหมืองแร่และวิธีการรักษาทางอากาศ ฯลฯ ในกรณีนี้ขอแนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ "สตรีม" ที่มีโมดูล "VSV" ในการเตรียมข้อมูลต้นฉบับจำเป็นต่อการมีโครงร่างของระบบระบายอากาศที่คาดการณ์ซึ่งบ่งบอกถึงความยาวของแปลงและค่าใช้จ่ายทางอากาศในพื้นที่สิ้นสุด ข้อมูลอินพุตสำหรับการคำนวณเป็นคำอธิบายของระบบระบายอากาศและข้อกำหนดสำหรับมัน การใช้การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์คำถามต่อไปนี้ได้รับการแก้ไข:

ทางเลือกของตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการให้อาหารและกำจัดอากาศ
การกระจายพารามิเตอร์ขนาดเล็กในแง่ของห้อง
การประเมินของโหมดการพัฒนาแอโรไดนามิก
การเลือกสถานที่สำหรับการรับประทานอากาศและการกำจัดอากาศ

ฟิลด์ของความเร็วความดันอุณหภูมิความเข้มข้นในห้องและบรรยากาศที่เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของปัจจัยส่วนใหญ่การรวมกันซึ่งค่อนข้างยากที่จะพิจารณาในวิธีการวิศวกรรมโดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์

การใช้การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการระบายอากาศและอากาศพลศาสตร์ขึ้นอยู่กับการแก้ปัญหาระบบสมการ Navier - Stokes

ในการจำลองการไหลของวุ่นวายมีความจำเป็นต้องแก้ระบบสมการอนุรักษ์มวลและ Reynolds (การประหยัดแรงกระตุ้น):

(2)

ที่ไหน ต. - เวลา, เอ็กซ์= x I. , เจ. , เค. - พิกัดเชิงพื้นที่ ยู.=ฉันฉัน , เจ. , เค. - ส่วนประกอบ Velocity Vector r - ความดัน Piezometric, ρ - ความหนาแน่น, τ ij - ส่วนประกอบของเทนเซอร์ความเครียด s M. - แหล่งที่มาของมวล s I. - ส่วนประกอบแหล่งชีพจร

เทนเซอร์ความเครียดแสดงในรูปแบบ:

(3)

ที่ไหน s ij - เทนเซอร์อัตราความเครียด; δ. ij - เทนเซอร์ของความเครียดเพิ่มเติมที่เกิดขึ้นเนื่องจากการปรากฏตัวของความปั่นป่วน

สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับฟิลด์อุณหภูมิ ต.และความเข้มข้น จาก สารที่เป็นอันตรายได้รับการเสริมด้วยสมการต่อไปนี้:

สมการของการรักษาปริมาณความร้อน

สมการที่ไม่บริสุทธิ์แบบพาสซีฟ จาก

(5)

ที่ไหน ค. r - สัมประสิทธิ์ความจุความร้อนλเป็นค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน เค.= k I. , เจ. , เค. - สัมประสิทธิ์ความปั่นป่วน

สัมประสิทธิ์เบื้องต้นของความปั่นป่วน เค. ฐานจะถูกกำหนดโดยใช้ระบบสมการ:

(6)

ที่ไหน เค. F. - ค่าสัมประสิทธิ์พื้นหลังของความปั่นป่วน เค. f \u003d 1-15 m 2 / s; ε \u003d 0.1-04;

สัมประสิทธิ์ความปั่นป่วนถูกกำหนดโดยใช้สมการ:

(7)

ในพื้นที่เปิดโล่งที่กระจายต่ำค่า เค. Z ถูกกำหนดโดยสมการ:

k K. = เค. 0 z. /z. 0 ; (8)

ที่ไหน เค. 0 - ค่า k K. สูง z. 0 (เค. 0 \u003d 0.1 ม. 2 / s z. 0 \u003d 2 m)

ในพื้นที่เปิดโล่งโปรไฟล์ความเร็วลมไม่ผิดรูป I.e.

ด้วยการแบ่งชั้นที่ไม่รู้จักของบรรยากาศในพื้นที่เปิดสามารถกำหนดโปรไฟล์ความเร็วลมได้:

; (9)

ที่ Z 0 คือความสูงของชุด (ความสูงของสภาพอากาศ); ยู. 0 - ความเร็วลมที่ความสูง z. 0 ; B. = 0,15.

ขึ้นอยู่กับเงื่อนไข (10) เกณฑ์ใน Local Richardson ri. กำหนดเป็น:

(11)

สมการแยกต่างหาก (9), สมการเท่ากัน (7) และ (8), ด่วนจากที่นั่น เค. บาซ

(12)

เราถือเอาสมการ (12) กับสมการระบบ (6) ในความเท่าเทียมกันที่เกิดขึ้นเราจึงทดแทน (11) และ (9) ในรูปแบบสุดท้ายที่เราได้รับระบบของสมการ:

(13)

สมาชิก Pulsation ตามแนวคิดของ Boussinesca ปรากฏในแบบฟอร์ม:

(14)

ที่ไหนμ ต. - ความหนืดปั่นป่วนและสมาชิกเพิ่มเติมในสมการถ่ายโอนพลังงานและส่วนประกอบของสิ่งสกปรกถูกจำลองดังนี้:

(15)

(16)

การปิดระบบของสมการเกิดขึ้นกับหนึ่งในรุ่นความปั่นป่วนที่อธิบายไว้ด้านล่าง

สำหรับการไหลของความวุ่นวายในการฝึกการระบายอากาศขอแนะนำให้ใช้สมมติฐาน Boussinesque เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของความหนาแน่นหรือที่เรียกว่า "hypocoo" ที่เรียกว่า แรงดันไฟฟ้าของ Reynolds ถือเป็นสัดส่วนกับอัตราการเสียรูป มีการแนะนำให้ใช้สัมประสิทธิ์ความหนืดที่ปั่นป่วนแนวคิดนี้แสดงเป็น:

. (17)

สัมประสิทธิ์ความหนืดที่มีประสิทธิภาพคำนวณเป็นผลรวมของค่าสัมประสิทธิ์โมเลกุลและวุ่นวาย:

(18)

การประมาณ "hypocoo" หมายถึงวิธีแก้ปัญหาร่วมกับสมการสมการข้างต้นของสถานะของก๊าซที่เหมาะด้านบน:

ρ = พี./(RT) (19)

ที่ไหน พี. - ความดันบี สภาพแวดล้อม; อาร์ - ค่าคงที่ก๊าซ

เพื่อการคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้นความหนาแน่นของสิ่งเจือปนสามารถกำหนดได้โดยใช้สมการ Van der Waals ที่ได้รับการแก้ไขสำหรับก๊าซและไอระเหยจริง

(20)

ค่าคงที่ น. และ เอ็ม - คำนึงถึงสมาคม / การแยกตัวของก๊าซหรือโมเลกุลไอน้ำ แต่ - คำนึงถึงการโต้ตอบอื่น ๆ b." - คำนึงถึงขนาดของโมเลกุลของก๊าซ υ \u003d 1 / ρ

เน้นความดันจากสมการ (12) r และความแตกต่างในปริมาณ (การบัญชีของความมั่นคงทางอุณหพลศาสตร์) จะเป็นอัตราส่วนต่อไปนี้:

. (21)

วิธีการนี้สามารถลดเวลาของการคำนวณได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกรณีของการใช้สมการที่สมบูรณ์สำหรับก๊าซที่บีบอัดโดยไม่ลดความแม่นยำของผลลัพธ์ที่ได้รับ โซลูชันการวิเคราะห์ของสมการข้างต้นไม่มีอยู่ ในเรื่องนี้ใช้วิธีการเชิงตัวเลข

ในการแก้ปัญหาการระบายอากาศที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนการไหลของสารสเกลาร์เมื่อการแก้ปัญหา สมการเชิงอนุพันธ์ ใช้รูปแบบการแยกตามกระบวนการทางกายภาพ ตามหลักการของการแยกแน่นอนการรวมความแตกต่างของสมการของอุทกพลศาสตร์และการแพร่กระจายของการแพร่กระจายของสารสเกลาร์ในแต่ละครั้งδ ต. ดำเนินการในสองขั้นตอน ในขั้นตอนแรกพารามิเตอร์อุทกพลศาสตร์จะถูกคำนวณ ในขั้นตอนที่สองสมการแพร่กระจายได้รับการแก้ไขบนพื้นฐานของฟิลด์อุทกพลศาสตร์ที่คำนวณได้

ผลของการถ่ายเทความร้อนในการก่อตัวของฟิลด์ความเร็วอากาศจะถูกนำมาพิจารณาโดยความช่วยเหลือของ Boussinesca การประมาณ: คำเพิ่มเติมได้รับการแนะนำให้รู้จักกับองค์ประกอบแนวตั้งของความเร็วซึ่งคำนึงถึงกองกำลังทุ่นระเบิด

เพื่อแก้ปัญหาการเคลื่อนย้ายความปั่นป่วนของของเหลวสี่วิธีเป็นที่รู้จักกัน:

การสร้างแบบจำลองโดยตรง "DNS" (สารละลายของ Nonstationary Navier - สมการ Stokes);
วิธีการแก้สมการ Reynolds โดยเฉลี่ยระบบซึ่งเป็นระบบที่ถูกปลดล็อคและต้องการอัตราส่วนการลัดวงจรเพิ่มเติม
วิธีการของ vortices ขนาดใหญ่ "les » ซึ่งขึ้นอยู่กับการแก้ปัญหาของ Non-Stationary Navier - สมการ Stokes กับ Parametrimation ของกระแสน้ำวนของการทรุดตัว;
วิธีการ DES , ซึ่งเป็นการรวมกันของสองวิธี: ในโซนของการไหลของการฉีกขาด - "Les" และในพื้นที่ของการไหล "เรียบ" - "Rans"

สิ่งที่น่าสนใจที่สุดในแง่ของความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้รับคือวิธีการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขโดยตรงไม่ต้องสงสัย อย่างไรก็ตามในปัจจุบันความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีการคำนวณยังไม่อนุญาตให้แก้ปัญหาด้วยเรขาคณิตและตัวเลขที่แท้จริง อีกครั้งและด้วยความละเอียดของ vortices ทุกขนาด ดังนั้นเมื่อแก้ปัญหาวิศวกรรมที่หลากหลายโซลูชั่นตัวเลขของสมการ Reynolds จะถูกใช้

ปัจจุบันใช้ในการจำลองแพ็คเกจการระบายอากาศที่ผ่านการรับรองเช่น Star-CD, "คล่องแคล่ว" หรือ "Ansys / Flotran" ด้วยปัญหาที่กำหนดอย่างถูกต้องและอัลกอริทึมโซลูชันที่มีเหตุผลปริมาณข้อมูลที่ได้รับอนุญาตให้คุณเลือกในขั้นตอนการออกแบบ ตัวเลือกที่ดีที่สุดแต่การดำเนินการคำนวณโดยใช้ข้อมูลโปรแกรมต้องมีการฝึกอบรมที่เหมาะสมและการใช้งานที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้ผลลัพธ์ที่ผิดพลาด

ในฐานะที่เป็น "รุ่นพื้นฐาน" เราสามารถพิจารณาผลลัพธ์ของวิธีการคำนวณที่สมดุลโดยทั่วไปซึ่งช่วยให้คุณเปรียบเทียบคุณค่าที่สำคัญของปัญหาภายใต้การพิจารณา

หนึ่งใน ช่วงเวลาที่สำคัญ เมื่อใช้แพ็คเกจซอฟต์แวร์สากลเพื่อแก้ปัญหาการระบายอากาศการเลือกรุ่นความปั่นป่วนคือ จนถึงปัจจุบันเป็นที่รู้จักกัน จำนวนมาก โมเดลความปั่นป่วนที่แตกต่างกันที่ใช้ในการปิดสมการ Reynolds รูปแบบความปั่นป่วนถูกจำแนกตามจำนวนพารามิเตอร์สำหรับลักษณะของความปั่นป่วนตามลำดับพารามิเตอร์เดียวสองพารามิเตอร์สองพารามิเตอร์

รูปแบบความปั่นป่วนกึ่งเชิงประจักษ์ส่วนใหญ่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งใช้ "สมมติฐานของท้องถิ่นของกลไกการถ่ายโอนปั่นป่วน" ตามที่กลไกของการถ่ายโอนชีพจรปั่นป่วนได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่จากงานของอนุพันธ์ท้องถิ่นจากความเร็วเฉลี่ย และ สมบัติทางกายภาพ ของเหลว อิทธิพลของกระบวนการที่เกิดขึ้นจากจุดที่อยู่ระหว่างการพิจารณาสมมติฐานนี้ไม่ได้คำนึงถึง

ที่ง่ายที่สุดคือรุ่นหนึ่งพารามิเตอร์ที่ใช้แนวคิดของความหนืดปั่นป่วน "n ต."และความปั่นป่วนจะถือว่าเป็นไอโซโทป รุ่นดัดแปลงของรุ่น "n ต.แนะนำ -92 "เมื่อสร้างแบบจำลองอิงค์เจ็ทและการฉีกขาดไหล ความบังเอิญที่ดีกับผลลัพธ์ของการทดลองยังมีรูปแบบพารามิเตอร์เดียว "S-A" (Spoolder - Almaras) ซึ่งมีสมการถ่ายโอนสำหรับขนาด

การขาดแบบจำลองที่มีสมการการถ่ายโอนหนึ่งมีความเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าพวกเขาไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายความปั่นป่วน L.. ด้วยขนาด L. กระบวนการของการถ่ายโอนวิธีการสร้างความปั่นป่วนการกระจายของพลังงานปั่นป่วนได้รับอิทธิพล ติดยาเสพติดอเนกประสงค์เพื่อตรวจสอบ L. ไม่ได้อยู่. สมการความปั่นป่วน L. มันมักจะเปลี่ยนเป็นสมการที่กำหนดความถูกต้องของแบบจำลองและดังนั้นการบังคับใช้ โดยทั่วไปขอบเขตการใช้งานของโมเดลเหล่านี้ จำกัด การเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างง่าย

ในรุ่นสองพารามิเตอร์ยกเว้นขนาดของความปั่นป่วน L.ใช้เป็นพารามิเตอร์ที่สองความเร็วของการกระจายพลังงานปั่นป่วน . แบบจำลองดังกล่าวมักใช้ในการฝึกซ้อมคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และมีสมการถ่ายโอนพลังงานของความปั่นป่วนและการกระจายพลังงาน

รูปแบบที่รู้จักกันดีรวมถึงสมการพลังงานความปั่นป่วน เค. และความเร็วของการกระจายพลังงานปั่นป่วนε แบบจำลองเช่น " เค.- e » มันสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับกระแสเร่งรัดและสำหรับการฉีกขาดที่ซับซ้อนมากขึ้น

รุ่นสองพารามิเตอร์ใช้ในรุ่นต่ำและแกนสูง ในครั้งแรกกลไกของการมีปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลและการถ่ายโอนแบบปั่นป่วนใกล้กับพื้นผิวที่เป็นของแข็งนำมาพิจารณาโดยตรง ในรุ่นสูงกลไกการถ่ายโอนปั่นป่วนใกล้กับขอบเขตของแข็งที่อธิบายไว้โดยฟังก์ชั่นรายการพิเศษที่เชื่อมพารามิเตอร์การไหลด้วยระยะทางไปยังผนัง

ปัจจุบันมีแนวโน้มมากที่สุดรวมถึงรุ่น SSG และ Gibson-Leunder ซึ่งใช้เทนเซอร์เทนเซอร์แบบไม่เชิงเส้นของ Reynolds ความเครียดที่ปั่นป่วนและเทนเซอร์ของอัตราการเปลี่ยนรูปแบบเฉลี่ย พวกเขาได้รับการพัฒนาเพื่อปรับปรุงการคาดการณ์การไหลออกของการฉีกขาด เนื่องจากพวกเขาคำนวณส่วนประกอบทั้งหมดของเครื่องตักเฟ้อพวกเขาต้องการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับรุ่นสองพารามิเตอร์

สำหรับการไหลก่อกวนที่ซับซ้อนข้อดีบางอย่างเผยให้เห็นการใช้โมเดลพารามิเตอร์เดียว "N ต.-92 "," S-A "ด้วยความแม่นยำของการทำนายพารามิเตอร์การไหลและในอัตราบัญชีเมื่อเทียบกับรุ่นสองพารามิเตอร์

ตัวอย่างเช่นในโปรแกรม STAR-CD การใช้แบบจำลองประเภท " k-e ", Spookerta - Almaras," SSG "," Gibson-launder "รวมถึงวิธีการของ Vortices ขนาดใหญ่" Les "และวิธี DES สองวิธีสุดท้ายนั้นเหมาะสำหรับการคำนวณการเคลื่อนไหวของอากาศในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนซึ่งพื้นที่ Vortex ที่ฉีกขาดจำนวนมากจะเกิดขึ้น แต่พวกเขาต้องการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่

ผลของการคำนวณนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกกริดการคำนวณอย่างมีนัยสำคัญ ปัจจุบันใช้โปรแกรมพิเศษสำหรับการสร้างกริด เซลล์ตาข่ายสามารถมีรูปแบบและขนาดที่แตกต่างกันที่เหมาะสมที่สุดในการแก้ปัญหาเฉพาะ พื้นผิวที่ง่ายที่สุดของกริดเมื่อเซลล์เหมือนกันและมีรูปร่างลูกบาศก์หรือสี่เหลี่ยม โปรแกรมคอมพิวเตอร์สากลที่ใช้ในการปฏิบัติทางวิศวกรรมช่วยให้คุณทำงานกับกริดที่ไม่มีโครงสร้างโดยพลการ

เพื่อทำการคำนวณการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขของงานระบายอากาศจำเป็นต้องใช้งานตามขอบเขตและเงื่อนไขเริ่มต้น I.e. ค่าของตัวแปรที่ขึ้นต่อกันหรือการไล่ระดับสีปกติของพวกเขาที่ขอบเขตของพื้นที่การตั้งถิ่นฐาน

งานที่มีระดับความแม่นยำเพียงพอของคุณสมบัติทางเรขาคณิตของวัตถุภายใต้การศึกษา เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้จึงสามารถแนะนำให้สร้างแบบจำลองสามมิติแพคเกจเช่น "Solidworks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran" เมื่อสร้างตารางที่คำนวณได้จำนวนเซลล์จะถูกเลือกเพื่อให้ได้รับโซลูชันที่เชื่อถือได้ในเวลาการคำนวณขั้นต่ำ เลือกหนึ่งในรุ่นความปั่นป่วนกึ่งเชิงประจักษ์ซึ่งมีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการไหลภายใต้การพิจารณา

ใน บทสรุป เราเพิ่มว่าความเข้าใจที่ดีของด้านคุณภาพของกระบวนการที่เกิดขึ้นนั้นจำเป็นต้องกำหนดเงื่อนไขขอบเขตของงานอย่างถูกต้องและประเมินความถูกต้องของผลลัพธ์ การสร้างแบบจำลองการปล่อยการระบายอากาศในขั้นตอนการออกแบบของวัตถุถือได้ว่าเป็นหนึ่งด้านของการสร้างแบบจำลองข้อมูลที่มีวัตถุประสงค์เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อมของวัตถุ

ผู้ตรวจสอบ:

Volikov Anatoly Nikolaevich, ดุษฎีบัณฑิตสาขาวิชาเทคนิคศาสตราจารย์ด้านการป้องกันความร้อนและการป้องกันลุ่มน้ำ, FGBOU VPOU "SPBGASU", เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
Polushkin Vitaly Ivanovich แพทย์ทางเทคนิคศาสตราจารย์ศาสตราจารย์ศาสตราจารย์ด้านการให้ความร้อนการระบายอากาศและเครื่องปรับอากาศ FGBOU VPO SPBGAS เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

การอ้างอิงบรรณานุกรม

Datsyuk T.A. , Sautz A.V. , Yurmanov B.n. , TauRit V.R. การสร้างแบบจำลองกระบวนการระบายอากาศ // ปัญหาสมัยใหม่ของวิทยาศาสตร์และการศึกษา - 2012 - № 5;
URL: http://sciense-education.ru/ru/article/view?id\u003d6744 (วันที่จัดการ: 10/17/2019) เรานำความสนใจของคุณเกี่ยวกับการเผยแพร่นิตยสารในสำนักพิมพ์ "Academy of Natural Science"

Glebov R. S. , Aspirant Tumanov M.p. ผู้สมัครงานวิทยาศาสตร์ทางเทคนิครองศาสตราจารย์

Antyushin S. S. , นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา (มอสโก สถาบันรัฐ อิเล็กทรอนิกส์และคณิตศาสตร์ (มหาวิทยาลัยเทคนิค)

ด้านการปฏิบัติของการระบุแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

หน่วยระบายอากาศ

ในการเชื่อมต่อกับการเกิดขึ้นของข้อกำหนดใหม่สำหรับระบบระบายอากาศวิธีการกำหนดค่าทดลองของวงจรควบคุมปิดไม่สามารถแก้ปัญหางานอัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์ กระบวนการทางเทคโนโลยี. การตั้งค่าการทดลองได้วางเกณฑ์การปรับให้เหมาะสมที่สุด (เกณฑ์คุณภาพการจัดการ) ซึ่ง จำกัด ขอบเขตของพวกเขา การสังเคราะห์พารามิเตอร์ของระบบการจัดการที่คำนึงถึงข้อกำหนดทั้งหมด งานเทคนิคต้องใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุ บทความวิเคราะห์โครงสร้างของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของหน่วยระบายอากาศวิธีการระบุโรงงานระบายอากาศได้รับการพิจารณาความเป็นไปได้ในการใช้แบบจำลองที่ได้รับในการปฏิบัติในทางปฏิบัติ

คำหลัก: การระบุ, แบบจำลองทางคณิตศาสตร์, การติดตั้งการระบายอากาศ, การศึกษาการทดลองของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เกณฑ์สำหรับคุณภาพของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

ด้านการปฏิบัติของการระบุแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

ของการติดตั้งการระบายอากาศ

ในการเชื่อมต่อกับการเกิดขึ้นกับความต้องการใหม่ในการระบายอากาศระบบวิธีการทดลองของการปรับรูปทรงปิดของการจัดการสามารถ "แก้ปัญหาการทำงานอัตโนมัติของกระบวนการเทคโนโลยีเต็มรูปแบบวิธีการทดลองของการปรับได้มีเกณฑ์การปรับให้เหมาะสม (เกณฑ์การปรับให้เหมาะสม ของการจัดการ) ที่ จำกัด พื้นที่ของแอปพลิเคชันการสังเคราะห์แบบพารามิเตอร์ของระบบควบคุมโครงการทางเทคนิคการพิจารณาความต้องการทั้งหมดเรียกร้องแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุในบทความที่จะทำให้การวิเคราะห์โครงสร้างของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการติดตั้งการระบายอากาศวิธีการ การระบุตัวตนของการติดตั้งการระบายอากาศได้รับการพิจารณาความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้รุ่นที่ได้รับสำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติโดยประมาณ

คำสำคัญ: การระบุ, รูปแบบคณิตศาสตร์, การติดตั้งการระบายอากาศ, การวิจัยเชิงทดลองของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เกณฑ์คุณภาพของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

บทนำ

การจัดการระบบระบายอากาศเป็นหนึ่งในภารกิจหลักของระบบอัตโนมัติของระบบวิศวกรรมของอาคาร ข้อกำหนดสำหรับระบบการติดตั้งการระบายอากาศจะถูกกำหนดเป็นเกณฑ์คุณภาพในโดเมนเวลา

เกณฑ์คุณภาพหลัก:

1. Transition Time (TNN) - เวลาเอาต์พุตของโหมดระบายอากาศไปยังโหมดการทำงาน

2. ข้อผิดพลาดที่จัดตั้งขึ้น (EUST) เป็นส่วนเบี่ยงเบนสูงสุดที่อนุญาตของอุณหภูมิของอากาศที่ให้มาจากที่ระบุ

เกณฑ์คุณภาพทางอ้อม:

3. Overbill (AH) - Power Portection เมื่อควบคุมหน่วยระบายอากาศ

4. ระดับของ oscillativity (y) กำลังสึกหรอของอุปกรณ์ระบายอากาศมากเกินไป

5. ระดับของการลดทอน (Y) - ลักษณะคุณภาพและความเร็วในการสร้างโหมดอุณหภูมิที่ต้องการ

งานหลักของระบบระบายอากาศอัตโนมัติคือการสังเคราะห์พารามิเตอร์ของตัวควบคุม การสังเคราะห์พารามิเตอร์คือการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ควบคุมเพื่อให้เกณฑ์คุณภาพของระบบระบายอากาศ

สำหรับการสังเคราะห์หน่วยระบายอากาศวิธีการวิศวกรรมจะถูกเลือกสะดวกสำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการวิจัยของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุ: หมายเลขวิธีSELDO18-21§1eg (g), วิธีการของระบบประสาท - ngope8- KE8, SCS (SNK) ถึง ระบบที่ทันสมัย การระบายอากาศอัตโนมัติความต้องการสูงของตัวบ่งชี้คุณภาพจะถูกกำหนดเงื่อนไขขอบเขตของตัวบ่งชี้ที่อนุญาตจะแคบลงงานการจัดการมัลติคัลติคอร์ด วิธีการวิศวกรรมสำหรับการตั้งค่าหน่วยงานกำกับดูแลไม่อนุญาตให้เปลี่ยนเกณฑ์คุณภาพที่วางไว้ในนั้น ตัวอย่างเช่นเมื่อใช้วิธี n2 สำหรับการปรับตัวควบคุมเกณฑ์คุณภาพคือการลดทอนลดลงเท่ากับสี่และเมื่อใช้วิธีการอ้างอิงเกณฑ์คุณภาพคืออัตราการเพิ่มขึ้นสูงสุดในกรณีที่ไม่มีการขาด การใช้วิธีการเหล่านี้ในการแก้ปัญหาการจัดการแบบหลายเกณฑ์ต้องมีการแก้ไขค่าสัมประสิทธิ์ด้วยตนเองเพิ่มเติม เวลาและคุณภาพของการกำหนดค่าของวงจรควบคุมในกรณีนี้ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของวิศวกรของการปรับ

การประยุกต์ใช้ ความทันสมัยหมายถึง การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการสังเคราะห์ระบบควบคุมระบบระบายอากาศช่วยเพิ่มคุณภาพของกระบวนการควบคุมอย่างมีนัยสำคัญลดเวลาที่กำหนดเวลาของระบบและยังช่วยให้คุณสามารถสังเคราะห์วิธีการตรวจจับอัลกอริทึมและป้องกันอุบัติเหตุ เพื่อจำลองระบบควบคุมคุณต้องสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เพียงพอของหน่วยระบายอากาศ (วัตถุควบคุม)

การใช้งานจริงของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยไม่ต้องประเมินความเพียงพอทำให้เกิดปัญหามากมาย:

1. การตั้งค่าของตัวควบคุมที่ได้รับในระหว่างการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ไม่รับประกันการปฏิบัติตามตัวบ่งชี้คุณภาพในทางปฏิบัติ

2. การประยุกต์ใช้ในการปฏิบัติของหน่วยงานกำกับดูแลด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่จำนอง (การจัดการบังคับผู้คาดการณ์สมิ ธ ฯลฯ ) อาจทำให้ตัวบ่งชี้คุณภาพเสื่อมโทรม หากค่าคงที่เวลาคงที่หรือการได้รับที่น้อยกว่าการเพิ่มเวลาออกจากหน่วยระบายอากาศลงในโหมดการทำงานโดยมีค่าสัมประสิทธิ์กำไรที่เพิ่มขึ้นอย่างล้นหลามอุปกรณ์ระบายอากาศที่มากเกินไปเกิดขึ้นและอื่น ๆ

3. การประยุกต์ใช้ในการปฏิบัติหน่วยงานกำกับดูแลการปรับตัวที่มีการประเมินในรูปแบบการอ้างอิงยังทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของตัวบ่งชี้คุณภาพในตัวอย่างเดียวกัน

4. การตั้งค่าการปรับที่ได้รับจากวิธีการควบคุมที่ดีที่สุดไม่รับประกันการปฏิบัติตามตัวบ่งชี้คุณภาพในทางปฏิบัติ

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการกำหนดโครงสร้างของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของหน่วยระบายอากาศ (ตามวงจรควบคุม ระบอบอุณหภูมิ) และประเมินความเพียงพอของกระบวนการทำความร้อนทางกายภาพจริงในระบบระบายอากาศ

ประสบการณ์ในการออกแบบระบบการจัดการแสดงให้เห็นว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ระบบจริงที่เพียงพอเฉพาะบนพื้นฐานของการศึกษาเชิงทฤษฎีของกระบวนการทางกายภาพของระบบ ดังนั้นในระหว่างการสังเคราะห์รูปแบบของโรงงานระบายอากาศการทดลองดำเนินการในเวลาเดียวกันเนื่องจากการศึกษาเชิงทฤษฎีดำเนินการเพื่อกำหนดและชี้แจงแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบ - การระบุตัวตนของมัน

กระบวนการทางเทคโนโลยีของระบบระบายอากาศองค์กรของการทดลอง

และการระบุโครงสร้าง

วัตถุควบคุมของระบบระบายอากาศคือเครื่องปรับอากาศส่วนกลางซึ่งสามารถเข้าถึงการไหลของอากาศและการให้อาหารไปยังห้องที่ระบายอากาศได้ งานของระบบควบคุมการระบายอากาศในท้องถิ่นนั้นยังคงรักษาอุณหภูมิของอากาศในช่องทางโดยอัตโนมัติ ค่าปัจจุบันของอุณหภูมิอากาศมีการประเมินโดยเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งในช่องทางอุปทานหรือในห้องบำรุงรักษา การปรับอุณหภูมิของอากาศอุปทานจะดำเนินการโดยเครื่องบดไฟฟ้าหรือน้ำ เมื่อใช้น้ำแคลอเรียเตอร์โดยร่างกายผู้บริหารคือ วาล์วสามทางเมื่อใช้ผู้ให้บริการไฟฟ้า - ละติจูดพัลส์และเครื่องควบคุมพลังงานไทริสเตอร์

อัลกอริทึมการควบคุมอุณหภูมิอากาศมาตรฐานเป็นระบบควบคุมอัตโนมัติแบบปิด (SAR) พร้อมตัวควบคุม PID เป็นอุปกรณ์ควบคุม โครงสร้างของระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับการควบคุมอุณหภูมิอากาศของการระบายอากาศ (รูปที่ 1)

รูปที่. 1. แผนภาพโครงสร้างของระบบควบคุมการระบายอากาศอัตโนมัติ (จ่ายช่องทางควบคุมอากาศ) WTP - PF Regulator, Life - PF ของอวัยวะบริหาร, WCAL - Calrifer PF, WW - ฟังก์ชั่นการส่งท่ออากาศ และเป็นจุดที่อุณหภูมิ, XI - อุณหภูมิในช่อง, XI - การอ่านเซ็นเซอร์, E1 คือข้อผิดพลาดของการควบคุม, เอฟเฟกต์การควบคุม U1 ของตัวควบคุม, U2 - ทดสอบแอคชูเอเตอร์ของสัญญาณควบคุม, U3 - ความร้อนส่งโดย แคลอรี่ในช่อง

การสังเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบระบายอากาศสันนิษฐานว่าโครงสร้างของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนแต่ละรายการเป็นที่รู้จักกันซึ่งรวมอยู่ในองค์ประกอบของมัน การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีฟังก์ชั่นการถ่ายโอนขององค์ประกอบส่วนบุคคลของระบบเป็นงานที่ท้าทายและไม่รับประกันในการฝึกซ้อนขององค์ประกอบแต่ละอย่างด้วยระบบต้นทาง ในการระบุแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โครงสร้างของระบบควบคุมการระบายอากาศนั้นแบ่งออกเป็นสองส่วนได้อย่างสะดวกสบาย: เป็นที่รู้จักกันก่อน (Regulator) และไม่ทราบ (วัตถุ) อัตราส่วนเกียร์ของวัตถุ ^ o) รวมถึงฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของแอคชูเอเตอร์ ^ io) ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของ Calrifer ^ Channel) ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของท่อ ^ BB) อัตราทดเกียร์ของเซ็นเซอร์ ^ วันที่) . ภารกิจในการระบุหน่วยระบายอากาศเมื่อควบคุมอุณหภูมิของการไหลของอากาศจะลดลงตามคำจำกัดความของการพึ่งพาการทำงานระหว่างสัญญาณควบคุมไปยังตัวกระตุ้นของ URIFER U1 และอุณหภูมิของการไหลของอากาศ XI

เพื่อกำหนดโครงสร้างของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของหน่วยระบายอากาศจำเป็นต้องทำการทดลองในการระบุตัวตน การได้รับลักษณะที่ต้องการเป็นไปได้โดยการทดลองแบบพาสซีฟและแอตทึง วิธีการทดลองแบบพาสซีฟขึ้นอยู่กับการลงทะเบียนของพารามิเตอร์กระบวนการที่ควบคุมในการทำงานปกติของวัตถุโดยไม่ทำให้การก่อกวนโดยเจตนา ในขั้นตอนการตั้งค่าระบบระบายอากาศไม่ได้อยู่ในการทำงานปกติดังนั้นวิธีการทดลองแบบพาสซีฟจึงไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ของเรา วิธีการทดลองที่ใช้งานอยู่บนพื้นฐานของการใช้การก่อกวนเทียมบางอย่างที่เข้าสู่วัตถุในโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

มีวิธีการหลักการสามอย่างสำหรับการระบุวัตถุที่ใช้งานอยู่: วิธีการลักษณะชั่วคราว (ปฏิกิริยาวัตถุต่อ "ขั้นตอน") วิธีการก่อกวนวัตถุโดยสัญญาณของรูปร่างของรูปร่าง (ปฏิกิริยาของวัตถุสำหรับการก่อกวนฮาร์มอนิกที่แตกต่างกัน ความถี่) และวิธีการตอบสนองของวัตถุใน Delta-Impulse เนื่องจากความเฉื่อยขนาดใหญ่ของระบบระบายอากาศ (TOB มาจากสิบวินาทีถึงสองสามนาที) การระบุโดยสัญญาณการแข่งขัน

เพื่ออ่านบทความเพิ่มเติมคุณต้องซื้อข้อความแบบเต็ม บทความจะถูกส่งในรูปแบบ ไฟล์ PDF. ไปยังจดหมายที่ระบุเมื่อชำระเงิน เวลาการส่งมอบคือ น้อยกว่า 10 นาที. ต้นทุนของบทความหนึ่ง - 150 รูเบิล.

ขับเคลื่อนการทำงานทางวิทยาศาสตร์ ในหัวข้อ "ปัญหาทั่วไปและซับซ้อนของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและแม่นยำ"

การควบคุมการปรับตัวของหน่วยระบายอากาศด้วยการใช้อากาศแบบไดนามิก
Glebov R.s. , Tumanov M.p. - 2012
ปัญหาการจัดการและการสร้างแบบจำลองสถานการณ์ฉุกเฉินเกี่ยวกับเหมืองน้ำมัน
Liskova M.Yu. , Naumov I.S. - 2013
เกี่ยวกับการใช้ทฤษฎีการควบคุมพารามิเตอร์สำหรับรุ่นที่คำนวณได้ของดุลยภาพทั่วไป
Adilov Zhkshentbek Makyevich, Ashimov Abdykappar Ashimovich, Ashimov Askar Abdykapparovich, Borovsky Nikolay Yuryevich, Borovsky Yuri Vyacheslavovich, Sultanov Bakhyt Turlyovaanovich - 2010
การสร้างแบบจำลองหลังคาไบโอลิมิติกโดยใช้การระบายอากาศตามธรรมชาติ
Ouedraogo A. , Ouedraogo I. , Palm K. , Zeghmati B. - 2008

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้นั้นง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักเรียนนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษานักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานของพวกเขาจะขอบคุณคุณมาก

เอกสารที่คล้ายกัน

พื้นฐานของการทำงานของระบบ ควบคุมอัตโนมัติ อิทธิพล การระบายอากาศไอเสียการก่อสร้างและคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ อุปกรณ์กระบวนการทางเทคโนโลยี การเลือกและการคำนวณของหน่วยงานกำกับดูแล การศึกษาเสถียรภาพของ SAR ตัวชี้วัดคุณภาพของมัน

หลักสูตร, เพิ่ม 02/16/2011

ลักษณะทั่วไป และการนัดหมายขอบเขตของการใช้งานจริงของระบบการควบคุมอัตโนมัติของการจัดหาและการระบายอากาศไอเสีย ระบบอัตโนมัติของกระบวนการกำกับดูแลหลักการและขั้นตอนของการดำเนินการ ทางเลือกของเงินทุนและเหตุผลทางเศรษฐกิจของพวกเขา

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 04/10/2011

การวิเคราะห์ที่มีอยู่ แบบแผนทั่วไป อัตโนมัติของการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตระบายอากาศ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ กระบวนการระบายอากาศ สถานที่ผลิตการคัดเลือกและคำอธิบายเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติและการควบคุม การคำนวณต้นทุนของโครงการอัตโนมัติ

วิทยานิพนธ์ที่เพิ่ม 11.06.2012

การวิเคราะห์เปรียบเทียบ ลักษณะทางเทคนิคของการออกแบบไล่ระดับสีทั่วไป องค์ประกอบของระบบน้ำประปาและการจำแนกประเภทของพวกเขา แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการของการหมุนเวียนน้ำการเลือกและคำอธิบายของเครื่องมือและการควบคุมอัตโนมัติ

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 04.09.2013

ลักษณะโดยรวมของไปป์ไลน์ ลักษณะภูมิอากาศและทางธรณีวิทยาของเว็บไซต์ แผนแม่บทสำหรับสถานีสูบน้ำ ปั๊มน้ำมันหลักและอ่างเก็บน้ำ Park NPS-3 "Almetyevsk" การคำนวณระบบระบายอากาศและไอเสียของร้านปั๊ม

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 04/17/2013

การวิเคราะห์การพัฒนาโครงการออกแบบของอ้อยตกแต่ง ตราประจำตระกูลเป็นวินัยพิเศษมีส่วนร่วมในการศึกษาเสื้อคลุมแขน วิธีในการสร้างอุปกรณ์สำหรับรุ่นขี้ผึ้ง ขั้นตอนของการคำนวณอุปทานและการระบายไอเสียสำหรับช่องถลุง

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 01/26/2013

คำอธิบายของการติดตั้งเป็นวัตถุอัตโนมัติตัวเลือกสำหรับการปรับปรุงกระบวนการทางเทคโนโลยี การคำนวณและการเลือกองค์ประกอบของความซับซ้อนของวิธีการทางเทคนิค การคำนวณระบบควบคุมอัตโนมัติ การพัฒนาซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน

วิทยานิพนธ์เพิ่ม 24.11.2014

เราอธิบายในส่วนนี้องค์ประกอบหลักที่รวมอยู่ในระบบควบคุมจะทำให้พวกเขามีลักษณะทางเทคนิคและคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ ให้เราอยู่ในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบของการควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติของการจัดหาอากาศที่ผ่านผ่านแคลอรี่ เนื่องจากผลิตภัณฑ์หลักของการเตรียมการคืออุณหภูมิของอากาศจากนั้นภายในกรอบของโครงการสำเร็จการศึกษาสามารถละเลยโดยการก่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการสร้างแบบจำลองของกระบวนการไหลเวียนและกระบวนการไหลเวียนของอากาศ นอกจากนี้การสนับสนุนทางคณิตศาสตร์ของการทำงานของ SAU PVV สามารถละเลยเป็นผลมาจากคุณสมบัติของสถาปัตยกรรมของสถานที่ - การไหลเข้าของอากาศที่ไม่ได้เตรียมตัวจากภายนอกเข้าสู่การประชุมเชิงปฏิบัติการและคลังสินค้าผ่านสล็อตช่องว่างมีความสำคัญ นั่นคือเหตุผลที่การไหลของอากาศใด ๆ แทบจะเป็นไปไม่ได้ที่สถานะของ "ออกซิเจน Starvation" ในหมู่คนงานของการประชุมเชิงปฏิบัติการนี้

ดังนั้นการก่อสร้างแบบจำลองทางอุณหพลศาสตร์ของการกระจายอากาศในห้องเช่นเดียวกับคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของ SAU โดยการบริโภคทางอากาศละเลยความไม่พอใจของพวกเขา ให้เราอยู่ในรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาของอุณหภูมิอากาศ SAR ในความเป็นจริงระบบนี้เป็นระบบการควบคุมอัตโนมัติของตำแหน่งของวาล์วของเครื่องพิมพ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของการจัดหาอากาศ กฎระเบียบ - กฎหมายสัดส่วนโดยการปรับสมดุลค่านิยม

ลองนึกภาพองค์ประกอบพื้นฐานที่รวมอยู่ใน Sau เราให้พวกเขา ข้อมูลจำเพาะช่วยให้คุณสามารถระบุคุณสมบัติของการจัดการของพวกเขา เราได้รับคำแนะนำจากการเลือกอุปกรณ์และเครื่องมืออัตโนมัติโดยหนังสือเดินทางทางเทคนิคและการคำนวณทางวิศวกรรมก่อนหน้าของระบบเก่ารวมถึงผลลัพธ์ของการทดลองและการทดสอบที่ดำเนินการ

แพทช์และไอเสียพัดลมแรงเหวี่ยง

พัดลมแรงเหวี่ยงปกติเป็นล้อที่มีใบมีดที่ทำงานอยู่ในปลอกเกลียวเมื่ออากาศเข้าสู่ทางเข้าถูกหมุนผ่านทางเข้าเข้าสู่ช่องสัญญาณระหว่างใบมีดและภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงแบบแรงเหวี่ยงย้ายไปตามช่องเหล่านี้ ปลอกเกลียวและถูกส่งไปยังเต้าเสียบ ปลอกยังทำหน้าที่แปลงแรงดันแบบไดนามิกเป็นแบบคงที่ เพื่อเพิ่มหัวของที่อยู่อาศัยพวกเขาใส่ diffuser ในรูปที่ 4.1 นำเสนอมุมมองทั่วไปของพัดลมแบบแรงเหวี่ยง

ล้อแรงเหวี่ยงปกติประกอบด้วยใบมีดดิสก์ด้านหลังฮับและดิสก์ด้านหน้า ฮับครอกหรือที่ถูกต้องออกแบบมาเพื่อติดวงล้อไปที่เพลาติดนำหรือเชื่อมไปยังดิสก์ด้านหลัง ใบมีดกวาดไปยังดิสก์ ขอบด้านหน้าของใบมีดมักจะติดอยู่กับวงแหวนด้านหน้า

ปลอกเกลียวจะดำเนินการจากเหล็กแผ่นและติดตั้งบนการสนับสนุนอิสระแฟน ๆ พลังงานต่ำ พวกเขาติดอยู่กับเตียง

เมื่อล้อหมุนอากาศจะถูกส่งเป็นส่วนหนึ่งของอินพุตพลังงานไปยังเครื่องยนต์ พัฒนาโดยความดันล้อขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของอากาศ รูปร่างเรขาคณิต ใบมีดและใบปลิวที่ปลายใบมีด

ขอบเอาท์พุตของใบพัดลมแบบแรงเหวี่ยงสามารถก้มไปข้างหน้าเรเดียลและโค้งกลับได้ จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้พวกเขาส่วนใหญ่เป็นขอบของใบมีดก้มไปข้างหน้าตามที่อนุญาตให้ลด มิติ แฟน ๆ . ขณะนี้มักจะมีล้อทำงานที่มีใบมีดงอกลับเพราะจะช่วยให้คุณเพิ่ม KP พัดลม.

รูปที่. 4.1

เมื่อตรวจสอบแฟน ๆ มันควรเป็นพาหะในใจว่าวันหยุดสุดสัปดาห์ (ในอากาศ) ขอบของใบมีดเพื่อให้แน่ใจว่าอินพุตที่ไม่มีเสียงจะโค้งงอในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับการหมุนของล้อเสมอ

แฟน ๆ เดียวกันเมื่อเปลี่ยนความเร็วในการหมุนสามารถมีฟีดที่แตกต่างกันและพัฒนาความดันที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพัดลมและความเร็วในการหมุน แต่ยังจากท่ออากาศที่แนบมากับพวกเขา

ข้อมูลจำเพาะของแฟน ๆ แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์หลักของการดำเนินงาน ลักษณะที่เต็ม พัดลมที่ความถี่คงที่ของการหมุนของเพลา (n \u003d const) แสดงโดยการพึ่งพาระหว่างอุปทาน q และ p p, power n และ kpd การพึ่งพา p (q), n (q) และ t (q) และ t (q) และ t (q) ) มักจะสร้างขึ้นบนแผนภูมิเดียว พวกเขารับพัดลม ลักษณะที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของการทดสอบ ในรูปที่ 4.2 แสดงลักษณะของแอโรไดนามิกของพัดลมแบบแรงเหวี่ยงของ TC-4-76-16 ซึ่งใช้เป็นอุปทานที่วัตถุแนะนำ

รูปที่. 4.2

ประสิทธิภาพของพัดลมคือ 70,000 m3 / h หรือ 19.4 m3 / s ความถี่หมุนเพลาเพลา - 720 รอบต่อนาที หรือ 75.36 Rad / Sec. พลังของมอเตอร์พัดลมแบบอะซิงโครนัสไดรฟ์คือ 35 กิโลวัตต์

พัดลมถูกแทรกอากาศในบรรยากาศกลางแจ้งลงใน calorifer อันเป็นผลมาจากการถ่ายเทความร้อนของอากาศด้วย น้ำร้อนส่งผ่านท่อแลกเปลี่ยนความร้อนอากาศที่ผ่านอากาศจะถูกทำให้ร้อน

พิจารณารูปแบบการกำกับดูแลของพัดลมของแฟนของ VC-4-76 หมายเลข 16 ในรูปที่ 4.3 ได้รับ แผนภาพฟังก์ชั่น หน่วยพัดลมเมื่อปรับความเร็วการหมุน

รูปที่. 4.3

ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของพัดลมสามารถแสดงเป็นค่าสัมประสิทธิ์การขยายซึ่งพิจารณาจากลักษณะอากาศพลศาสตร์ของพัดลม (รูปที่ 4.2) กำไรของพัดลมที่จุดปฏิบัติการคือ 1,819 m3 / s (ขั้นต่ำที่เป็นไปได้ที่ติดตั้งทดลอง)

รูปที่. 4.4

เกี่ยวกับการทดลอง มีการจัดตั้งขึ้นเพื่อที่จะใช้โหมดที่จำเป็นของการทำงานของพัดลมค่าแรงดันไฟฟ้าต่อไปนี้จะต้องควบคุมตัวแปลงความถี่ (ตารางที่ 4.1):

ตารางที่ 4.1 รองรับโหมดการระบายอากาศ

ในเวลาเดียวกันเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของมอเตอร์ไฟฟ้าของพัดลมเป็นส่วนอุปทานและไอเสียไม่จำเป็นต้องตั้งค่าโหมดการทำงานด้วยประสิทธิภาพสูงสุด งาน การวิจัยเชิงทดลอง มันอยู่ในการค้นหาความเครียดในการควบคุมดังกล่าวซึ่งเป็นบรรทัดฐานของอัตราแลกเปลี่ยนทางอากาศจะได้รับการเคารพต่อไป

การระบายอากาศมีการระบายอากาศโดยสาม พัดลมแบบแรงเหวี่ยง แบรนด์ VTS-4-76-12 (ประสิทธิภาพ 28000 m3 / h กับ n \u003d 350 รอบต่อนาที, ไดรฟ์พลังงานแบบอะซิงโครนัส n \u003d 19.5 kw) และ vts-4-76-10 (ความจุ 20,000 m3 / h ที่ n \u003d 270 รอบต่อนาที, พลังของไดรฟ์แบบอะซิงโครนัส n \u003d 12.5 กิโลวัตต์) ในทำนองเดียวกันค่าของความเค้นของการควบคุมได้รับการทดลองสำหรับการระบายอากาศ (ตารางที่ 4.2)

เพื่อป้องกันไม่ให้เงื่อนไขของ "ออกซิเจน Starvation" ในการประชุมเชิงปฏิบัติการการทำงานเราคำนวณบรรทัดฐานของการแลกเปลี่ยนอากาศกับโหมดที่เลือกของแฟน ๆ เขาต้องตอบสนองสภาพ:

ตารางที่ 4.2 โหมดระบายอากาศไอเสีย

ในการคำนวณอากาศที่ไม่สมบูรณ์มาจากภายนอกรวมถึงสถาปัตยกรรมของอาคาร (ผนังทับซ้อนกัน)

ขนาดของสถานที่สำหรับการระบายอากาศ: 150x40x10 ม. ปริมาณรวมของห้องเป็นคุณธรรม? 60000 m3 ปริมาณการจัดหาปริมาณที่ต้องการคือ 66,000 m3 / h (สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ 1.1 - เลือกขั้นต่ำเนื่องจากการไหลของอากาศไม่ได้ถูกนำมาจากภายนอก) เห็นได้ชัดว่าโหมดการทำงานที่เลือก พัดลมอุปทาน ตอบสนองสภาพ

อากาศแบบขยายทั้งหมดจะคำนวณตามสูตรต่อไปนี้

เลือกโหมดไอเสียฉุกเฉินเพื่อคำนวณสาขาไอเสีย โดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไข 1.1 (เนื่องจากโหมดฉุกเฉินของการดำเนินการถูกนำไปใช้อย่างน้อยที่สุด) อากาศที่ขยายออกไปจะเท่ากับ 67.76 m3 / h ค่านี้ภายในกรอบของข้อผิดพลาดที่อนุญาตและการจองก่อนหน้านี้เป็นไปตามเงื่อนไข (4.2) ซึ่งหมายความว่าโหมดการทำงานของแฟน ๆ ที่เลือกจะรับมือกับงานเพื่อให้แน่ใจว่าการแลกเปลี่ยนทางอากาศในหลาย ๆ ครั้ง

นอกจากนี้ในมอเตอร์ไฟฟ้าพัดลมมีการป้องกันความร้อนสูงเกินไปในตัว (เทอร์โมสตัท) ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นบนเครื่องยนต์สัมผัสการถ่ายทอดเทอร์โมสตัทจะหยุดการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า เซ็นเซอร์ Drop ความดันจะล็อคมอเตอร์หยุดและให้สัญญาณไปยังแผงควบคุม มีความจำเป็นต้องตอบสนองต่อปฏิกิริยาของ SAU PVV เพื่อหยุดฉุกเฉินของเครื่องยนต์แฟน ๆ